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UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA MESTRADO ACADÊMICO EM ENSINO DE CIÊNCIAS NOVAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (NTICs) PARA APRENDIZAGEM DE MATEMÁTICA: Scratch como recurso metodológico de ensino e aprendizagem de probabilidade Paola Mazzaro Orientador: Prof. Dr. Juliano Schimiguel Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, da Universidade Cruzeiro do Sul, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências. SÃO PAULO 2023 2 AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE. FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL M386n Mazzaro, Paola. Novas tecnologias de informação e comunicação (NTICs) para aprendizagem de matemática: scratch como recurso metodologico de ensino e aprendizagem de probabilidade. / Paola Mazzaro. -- São Paulo, 2023. 119 f. : il. Orientador: Prof. Dr. Juliano Schimiguel. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, Universidade Cruzeiro do Sul. 1. Aprendizagem. 2. Tecnologias. 3. Scratch. I. Schimiguel, Juliano. II. Universidade Cruzeiro do Sul. Mestrado em Ensino de Ciências. III. Título. CDU: 51:37 3 UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA MESTRADO ACADÊMICO EM ENSINO DE CIÊNCIAS NOVAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (NTICs) PARA APRENDIZAGEM DE MATEMÁTICA: Scratch como recurso metodológico de ensino e aprendizagem de probabilidade Paola Mazzaro Dissertação apresentada para a banca de defesa em 01/03/2023. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências, da Universidade Cruzeiro do Sul Aprovado em: 01 / 03 / 2023 BANCA EXAMINADORA: Prof. Dr. Juliano Schimiguel Universidade Cruzeiro do Sul Presidente Prof. Dr. Márcio Eugen Klingenschmid Lopes dos Santos Universidade Cruzeiro do Sul Prof. Dr. Marcelo Eloy Fernandes FATEC Barueri – Padre Danilo José de Oliveira Ohl 4 Este trabalho é dedicado às pessoas, ao caminho percorrido, e ao sonho que se sonha com as oportunidades nesta caminhada. 5 AGRADECIMENTOS Agradecer, reconhecer, gratificar, retribuir, agraciar... e aqui o farei para finalizar esta etapa. A Deus, por me sustentar. Aos meus pais, Daisy e João, pela força, acolhida, paciência, e ao apoio imensurável da minha mãe. Ao meu esposo, Thiago, que se fez presente na minha ausência, e por seu encorajamento e amor nessa fase do tão sonhado mestrado. À minha família, pelo apoio; cuja presença, por muitas vezes, aconteceu virtualmente... Vandré, Tania, D. Elzita, Elaine, Neimar, Kadu, Débora, Leandro, Juliana... Ao grupo da EMEF Alexandre Vannucchi Leme, Bruna, Gabriela, Jane e Mary pelo encorajamento, em especial ao Diretor Ulisses Vakirtzis e à amiga e Profa. Sandra Cândido, que apoiou e me abriu as portas para a pesquisa. Às minhas amigas: Maitê, Gisele, Roberta e Renata pelo “ouvido” amigo, e porque fizeram e fazem parte de toda a trajetória. À Célia, dupla de trabalho por anos, por escutar, apoiar e ajudar com palavras incansáveis e alegria em nossas manhãs. Às meninas (professoras) da EMEI União de Vila Nova I, que participaram de uma parte desse processo com suas palavras de motivação e descontração. Aos amigos que fiz no decorrer da pesquisa: Keli e Ronaldo. Ao professor e orientador, Juliano Schimiguel, que desde o início, com maestria, orientação, conhecimento, generosidade, ajudou-me a trilhar caminhos para a realização desta pesquisa. Gratidão. Aos professores, Marcelo Eloy Fernandes e Márcio Eugen Klingenschmid Lopes dos Santos, que aceitaram o convite para a leitura da pesquisa, pelas contribuições nos apontamentos e considerações deste trabalho. À CAPES, pela bolsa de estudos concedida. Obrigada! Aos participantes, pelo aceite na pesquisa. Gratidão: a tudo, todas e todos! 6 Enquanto o futuro não se decide, o agora parece uma boa opção. Sergio Vaz 7 MAZZARO, Paola. NOVAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (NTICs) PARA APRENDIZAGEM DE MATEMÁTICA: Scratch como recurso metodológico de ensino e aprendizagem de probabilidade. 2023. 119f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) – Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2023. RESUMO As Tecnologias de Informação e Comunicação vêm se tornando, de maneira progressiva, importantes instrumentos na Educação, e sua utilização um meio concreto de inclusão e interação no mundo, seguindo as tendências e inovações tecnológicas, considerando como princípio o estudante no centro do processo educativo. Nesta dissertação, utilizamos como fundamentação teórica o construtivismo de Jean Piaget, a teoria construcionista de Seymour Papert, e documentos da Rede Municipal de Ensino de São Paulo, com ênfase no Currículo da Cidade de Tecnologias para Aprendizagem e Matemática, e são apresentados os resultados de uma pesquisa cujo objetivo foi analisar o ensino e a aprendizagem, partindo da experimentação e criação de jogos simples usando o software, Scratch, como recurso metodológico de Matemática, com estudantes do quinto ano do Ensino Fundamental; da Rede Pública Municipal de Educação de São Paulo. Este estudo adotou uma abordagem metodológica qualitativa, a partir da qual foram realizadas atividades, questionário de perguntas abertas e fechadas de maneira individual, e a oficina com o software, Scratch, que aconteceu em duplas. As atividades e oficina transcorreu em cinco etapas, para melhor organização e entendimento do contexto do projeto. A análise dos dados evidencia os conceitos, oriundos das relações do tema, que emergiram dos estudantes ao realizarem as vivências, além de mostrar as relações de tais temas nas atividades desenvolvidas com o referido software. Dessa forma, a partir de nossas análises, os resultados apontaram para uma proposta que procurou contemplar a participação dos estudantes, mostrando ser uma oportunidade para ajuda-los no desenvolvimento do raciocínio lógico-matemático, criatividade, a buscar soluções e desenvolver alguns dos conceitos que constituem o pensamento computacional, por meio da oficina com o Scratch, que trouxe de maneira satisfatória, possibilidades e contribuições para o processo de ensino e aprendizagem no contexto Educacional. Palavras-chave: Aprendizagem, Tecnologias, Scratch, Matemática, Probabilidade 8 MAZZARO, Paola. NEW INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES FOR (NICT) MATHEMATICS LEARNING: Scratch as a methodological resource for teaching and learning probability. 2023. 119p. Dissertation (Master’s in Science Teaching) – Cruzeiro do Sul University, São Paulo, 2023. ABSTRACT Information and Communication Technologies have progressively become important instruments in Education, and their use as a concrete means of inclusion and interaction in the world, following trends and technological innovations, considering the student at the center of the educational process as a principle. In this dissertation, we use Jean Piaget's constructivism, Seymour Papert's constructionist theory, and documents from the Municipal Education Network of São Paulo as a theoretical foundation, with emphasis on the Curriculum of the City of Technologies for Learning and Mathematics, and the results a research whose objective was to analyze teaching and learning, starting fromthe experimentation and creation of simple games using the software, Scratch, as a methodological resource of Mathematics, with students of the fifth year of Elementary School; of the Municipal Public Education Network of São Paulo. This study adopted a qualitative methodological approach, from which activities were carried out, a questionnaire with open and closed questions individually, and a workshop with the software, Scratch, which took place in pairs. The activities and workshop took place in five stages, for better organization and understanding of the context of the project. Data analysis highlights the concepts, arising from the theme's relations, which emerged from the students when carrying out the experiences, in addition to showing the relations of such themes in the activities developed with the aforementioned software. Thus, from our analyses, the results pointed to a proposal that sought to contemplate the participation of students, proving to be an opportunity to help them in the development of logical-mathematical reasoning, creativity, to seek solutio,ns and to develop some of the concepts that constitute computational thinking, through the workshop with Scratch, which satisfactorily brought possibilities and contributions to the teaching and learning process in the Educational context. Keywords: Learning, Technologies, Scratch, Mathematics, Probability 9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Tecnologias para Aprendizagem 30 Figura 2 Quatro Pilares do Pensamento Computacional 35 Figura 3 Representação de imagem 38 Figura 4 Probabilidade 41 Figura 5 Etapas da pesquisa 50 Figura 6 Duração de cada etapa 50 Figura 7 Scratch, tela inicial 55 Figura 8 Tela inicial 58 Figura 9 Tela de cadastro 58 Figura 10 Scratch Cat 58 Figura 11 Atividade de probabilidade 59 Figura 12 Atividade desplugada 1 60 Figura 13 Atividade desplugada 2 61 Figura 14 Ambiente Scratch 62 Figura 15 Cenário 63 Figura 16 Cenário estudante 63 Figura 17 Cenário / Fantasia 64 Figura 18 Selecionar Ator 64 Figura 19 Mascote 65 Figura 20 Ator 65 Figura 21 Fantasia / Ator 66 Figura 22 Texto 66 Figura 23 Configuração dos atores 67 Figura 24 Programação do mascote 68 Figura 25 Código mascote 68 Figura 26 Programação dos atores botões: 1, 2 e 3 69 Figura 27 Pergunta número 1 69 Figura 28 Código pergunta 1 70 Figura 29 Programação pergunta número 2) A 70 Figura 30 Código pergunta número 2) A 71 Figura 31 Programação pergunta número 2) B 71 Figura 32 Código pergunta número 2) B 72 10 Figura 33 Programação dos atores botões: 4, 5 e 6 72 Figura 34 Código dos atores botões: 4, 5 e 6 73 Figura 35 Pergunta número 3 73 Figura 36 Cenário fim de jogo 74 Figura 37 Fim de jogo 74 Figura 38 Pontuação 75 Figura 39 Atividade desplugada 1 81 Figura 40 Atividade desplugada 2 82 11 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 Rafael tem um pote com 14 balas de morango, 7 balas de laranja e 1 bala de limão. Qual a probabilidade de se sortear a bala de limão? 77 Gráfico 2 Qual a cor mais provável de se sortear do pote? 77 Gráfico 3 Qual a probabilidade de se obter cara e coroa no lançamento de duas moedas? 78 Gráfico 4 Mariana está brincando com uma roleta. Considerando as marcações da roleta, avalie a probabilidade de ela obter um resultado igual a 40 pontos, ao final de 3 rodadas. 79 Gráfico 5 Se colocarmos o alfabeto dentro de um saco, qual a probabilidade de saírem as vogais? 79 Gráfico 6 Qual o nível de dificuldade? 83 Gráfico 7 Você conhecia o software, Scratch? 85 Gráfico 8 Você acredita que o software, Scratch, ajudou com o ensino da Matemática de probabilidade? 85 Gráfico 9 Você possui algum conhecimento em linguagem de programação? 86 Gráfico 10 A atividade ajudou a entender melhor o assunto de probabilidade? 87 Gráfico 11 A atividade com software, Scratch, como o ensino de probabilidade, ajudou você a pensar sobre o uso da Matemática no seu cotidiano? 87 Gráfico 12 Você achou que seria possível programar um jogo? 88 Gráfico 13 O Scratch despertou o seu interesse? 89 Gráfico 14 Aprender com o auxílio das tecnologias, mediado pelo professor, seria uma forma interessante de se aprender? 90 12 LISTA DE QUADROS Quadro 1 TPA 30 Quadro 2 Unidade do eixo de probabilidade do Currículo da Cidade para os Anos Iniciais 45 Quadro 3 Legenda 81 Quadro 4 Durante a atividade qual foi a tarefa que contribuiu melhor com a sua aprendizagem? 91 Quadro 5 O que achou em desenvolver um jogo usando a linguagem de programação, por meio do Scratch, utilizando a Matemática? 92 13 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS BNCC Base Nacional Comum Curricular CC Ciências da Computação COPED Coordenadoria Pedagógica DIEFEM Divisão de Ensino Fundamental e Médio DIPED Divisão Pedagógica DRE Diretoria Regional de Educação EMEF Escola Municipal de Ensino Fundamental EMEFM Escola Municipal de Ensino Fundamental e Médio GT Grupos de Trabalho NTC Núcleo Técnico de Currículo NTIC Novas Tecnologias de Informação e Comunicação PC Pensamento Computacional PCN Parâmetros Curriculares Nacionais PMSP Prefeitura Municipal de São Paulo PNAIC Pacto Nacional de Alfabetização na Idade Certa RMESP Rede Municipal de Educação de São Paulo SGP Sistema de Gestão Pedagógica SMESP Secretaria Municipal de Educação de São Paulo TCLE Termo de Consentimento Livre e Esclarecido TDIC Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação TIC Tecnologias de Informação e Comunicação TPA Tecnologias para Aprendizagem 14 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ................................................................................................. 15 O percurso até o Programa de Pós-Graduação (Mestrado Acadêmico) ... 18 Objetivo geral ................................................................................................. 20 Objetivo específico ........................................................................................ 20 CAPÍTULO 1. REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................... 21 1.1 Teoria da aprendizagem piagetiana ....................................................... 21 1.2 O Ensino de Tecnologias para Aprendizagem e Matemática proposto no Currículo da Cidade de São Paulo para os Anos Iniciais do Ensino Fundamental.....................................................................................................25 1.3 Pensamento Computacional ................................................................... 32 1.4 Computação Desplugada ........................................................................ 36 1.5 Matemática: probabilidade ...................................................................... 40 1.6 Pensamento Probabílistico ..................................................................... 43 CAPÍTULO 2. METODOLOGIA ...................................................................... 48 2.1 Coleta de Dados ...................................................................................... 52 2.2 Descrição dos Participantes .................................................................. 52 2.3 Material ..................................................................................................... 52 2.4 Scratch .....................................................................................................53 2.5 Oficina: Scratch ....................................................................................... 57 CAPÍTULO 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES. ............................................. 76 3.1 Questionário de probabilidade ............................................................... 76 3.2 Atividade desplugada ............................................................................. 80 3.3 Questionário Scratch .............................................................................. 84 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................. 96 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 99 ANEXO .......................................................................................................... 105 I. Parecer Consubstanciado do CEP 105 II. Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (responsável) .............. 110 III. Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (criança) ...................... 112 IV. Atividade de probabilidade (pré oficina) ............................................... 113 V. Atividade desplugada 1 ........................................................................... 116 VI. Atividade desplugada 2 .......................................................................... 117 VII. QUESTIONÁRIO ..................................................................................... 118 15 INTRODUÇÃO O presente trabalho está inserido na linha de pesquisa em Tecnologias Computacionais Aplicadas ao Ensino de Ciências e Matemática, que objetiva a realização de pesquisas no âmbito da Tecnologia da Informação e Comunicação, na Educação em Ciências, abrangendo a promoção da pesquisa, o desenvolvimento e o uso de ambientes virtuais e colaborativos de aprendizagem, do Mestrado Acadêmico em Ciências, da Universidade Cruzeiro do Sul. Nos últimos anos, a tecnologia vem apresentando constante evolução social. Existem novos e diferenciados processos comunicativos e formas de culturas estruturadas, apoiados em distintas linguagens e sistemas de signos, transformando parâmetros comportamentais e hábitos sociais (SÃO PAULO, 2017b). Na atualidade, a sociedade vive um momento importante em sua história em âmbito mundial, com o surgimento e desenvolvimento das tecnologias de informação e comunicação (TIC) em contextos digitais, que têm provocado inúmeras transformações das relações interpessoais com impactos significativos em seus vários âmbitos, inclusive na Educação (SÃO PAULO, 2017b, p. 76). Considerando o avanço das Tecnologias para Aprendizagem nos últimos anos, as novas gerações1 (crianças e jovens) estão chegando à escola nascidas nesse contexto tecnológico. Desta forma, a escola precisa ajustar os processos educacionais, ampliar e ressignificar o uso que fazemos das tecnologias, contribuindo assim na aprendizagem da Matemática. Lévy (1999) aponta como importante instrumento as Tecnologias de Informação e Comunicação, que vêm se tornando, de maneira crescente, artefato da nossa cultura, e sua utilização vem sendo um meio de inclusão e interação com o mundo. Com inúmeras tecnologias disponibilizadas, temos a necessidade de desenvolver vivências que possibilitem compreender o seu funcionamento e 1 Grupo de pessoas nascidas em uma mesma época, influenciadas por um contexto histórico. Cada geração possui características únicas que estão ligadas ao seu comportamento, costumes e valores. 16 reconhecer o seu potencial nas diversas áreas. Por consequência, é impreterível explorar todas as suas vantagens e proporcionar aos estudantes dentro da Unidade Educacional2, experiências de exploração e descobertas em benefício da busca de soluções, resoluções de problemas, raciocínio lógico, autonomia e criatividade, por meio da probabilidade, do experimento aleatório, evento, espaço amostral e eventos equiprováveis. A Educação e as Novas Tecnologias de Informação e Comunicação como áreas do conhecimento se atualizam de acordo com as oportunidades oferecidas pelas mais diferenciadas inovações tecnológicas. A intenção de trabalhar com essa temática partiu do avanço da tecnologia e das observações e reflexões, acerca do Currículo da Cidade, da Prefeitura Municipal de São Paulo – Matemática, e do Currículo da Cidade, da Prefeitura Municipal de São Paulo – Tecnologias para Aprendizagem –, com a linguagem de programação, por intermédio do software, Scratch, como recurso metodológico de ensino e aprendizagem da Matemática, no eixo de probabilidade. Partindo do processo de ensino e aprendizagem apresentado por Piaget, centrado no desenvolvimento da criança; a aprendizagem é a base e o crescimento cognitivo da criança se dá por assimilação e acomodação. No cenário do processo de ensino e aprendizagem educacional, o matemático, Seymour Papert (1928-2016), foi pioneiro da ideia do uso de informática em Educação e um dos criadores da linguagem de programação LOGO, pois julgava ser possível utilizar a linguagem de programação para pessoas comuns, principalmente crianças. O processo de aprendizagem de Matemática no eixo probabilidade, com a linguagem de programação a partir do software, Scratch, possibilitará considerar o que o estudante já conhece do tema, a interação com os demais estudantes, assim como a reflexão durante todo o processo de resolução, introduzindo a linguagem de programação, incentivando a criatividade, a participação, a autonomia, a inventividade, o pensamento reflexivo, a resolução de problemas, e a identificar experimento aleatório, evento e espaço amostral. Almeida (2005), aponta que desenvolver um programa significa representar, no computador, os conhecimentos e as estratégias empregados para atingir um objetivo. 2 Escola pública ou privada destinada ao ensino. 17 Descrevendo em comandos todos os passos necessários, seguindo um sistema de palavras e regras, que é particular da sintaxe e da estrutura da linguagem em uso. Esse tipo de recurso pode ser uma opção enriquecedora para o processo de aprendizagem de probabilidade dos estudantes. O presente trabalho objetiva-se no estudo da linguagem de programação como recurso metodológico para a aprendizagem de Matemática, envolvendo o eixo de probabilidade, partindo da experimentação e criação de jogos simples, usando o software, Scratch. Dessa forma, diante do avanço tecnológico, consideramos que a característica das atividades elaboradas possa fomentar o interesse dos estudantes em conhecer e aprimorar-se no software, Scratch, como apoio ao ensino de Tecnologias para Aprendizagem em Matemática de probabilidade, fazendo uso da linguagem de programação, e a buscar soluções para resolver problemas. A pesquisa aconteceu em uma escola pública da Prefeitura Municipal de São Paulo de Ensino Fundamental, na zona urbana, localizada na zona leste, pertencente a Diretoria Regional de Guaianases, com 12 estudantes de 10 anos de idade, do quinto ano do Ensino Fundamental. O trabalho foi dividido em três capítulos. O capítulo 1 traz o referencial teórico que deu suporte para essa pesquisa. Neste capítulo, abordamos a teoria do desenvolvimento cognitivo, de Piaget; o Ensino de Tecnologias para Aprendizagem e da Matemática proposto no Currículo da Cidade da Prefeitura Municipal de São Paulo, para os Anos Iniciais do Ensino Fundamental; Pensamento Computacional e os quatros pilares do PC; Computação Desplugada; Matemática envolvendo o eixo de probabilidade e o pensamento probabilístico. Já no capítulo 2, apresentamos a metodologia empregada na pesquisa, coleta de dados, descrição dos estudantes participantes, atividades, questionários,apresentação e ambiente de programação do Scratch, linguagem de programação baseada em blocos visuais; e a oficina com o Scratch. No capítulo 3, trazemos os resultados e discussões da pesquisa para, por fim, apontarmos nossas considerações finais. 18 O percurso até o Programa de Pós-Graduação (Mestrado Acadêmico) Para dar significado à escolha do tema de pesquisa acreditamos que uma breve descrição sobre a trajetória profissional da pesquisadora seja indispensável. Ao término do Ensino Fundamental, estudei na EMEFM Darcy Ribeiro, onde fiz o Magistério, o curso tinha duração de quatro anos. No último ano, concomitantemente, cursei o primeiro ano da graduação em Pedagogia (2001-2003), pela Universidade Cruzeiro do Sul. Nesse período foram vários desafios e aprendizagens, envolvendo dedicação e estudos. Ao término da graduação, com interesse pela informática, fiz Especialização em Informática na Educação (2004- 2005), pela mesma instituição e tive como orientador, o Prof. Dr. Juliano Schimiguel. Durante a especialização, ingressei no concurso público da Prefeitura Municipal de São Paulo, para o cargo de Professora de Educação Infantil. Em 2007, cursei Licenciatura e Bacharelado em Educação Física, e ao final desse curso, em 2010, ingressei no concurso público para Professora de Educação Infantil e Ensino Fundamental I, também na Prefeitura Municipal de São Paulo. No decorrer da trajetória profissional, realizei os cursos que a Rede Municipal de Ensino oferecia. Nos anos de 2012 e 2013, fiz a Especialização em Ensino Lúdico, pela Universidade da Cidade de São Paulo, e com o aumento da tecnologia e do ensino à distância, entre 2016 e 2017, cursei Especialização em Educação à Distância, pela instituição, Faculdades Integradas Campos Salles. No período de 2013 a 2016, participei do curso, Pacto Nacional pela Alfabetização na Idade Certa (PNAIC), um programa integrado cujo objetivo é a alfabetização em Matemática e Língua Portuguesa, até o 3º ano do Ensino Fundamental, e foi nesse curso que o despertar para os encantos da Matemática aconteceu. Vários foram os caminhos percorridos e foi em só 2017, que abracei de fato a Matemática e as Novas Tecnologias de Informação e Comunicação. Recebi o convite da DIPED (Divisão Pedagógica) de Guaianases, para participar da atualização Curricular da Cidade (PMSP), dos Anos Iniciais de Matemática. Envolvi-me com a Matemática dando destaque para o eixo de probabilidade, o qual já trabalhava nas 19 aulas com os estudantes do 1º e 2º anos do Ensino Fundamental I. Motivada pelo Currículo da Cidade de Matemática, conhecendo e aprofundando o Currículo da Cidade de Tecnologias para Aprendizagem, busquei cursos que permitissem compreender diferentes metodologias e tivessem as Novas Tecnologias de Informação e Comunicação, como foco na aprendizagem a partir da ação sobre o meio em que o estudante está inserido. Nos anos de 2017 e 2018, fui Formadora Local do curso, Pacto Nacional pela Alfabetização na Idade Certa (PNAIC), de Matemática e Língua Portuguesa. Em 2018, participei do Grupo de Estudos e Práticas Pedagógicas da Educação Infantil (atualização Curricular da Cidade – Educação Infantil). Em 2020, recebi o convite da DIPED de Guaianases para participar da elaboração do material, Trilhas de Aprendizagens 2 – Matemática, 4º ano, da Rede Municipal de Ensino de São Paulo. No início de 2021, em maio, acessei para o cargo de Coordenadora Pedagógica da Prefeitura Municipal de São Paulo. Em 2017, tive meu primeiro contato com o Scratch. Desde então, li alguns materiais e assisti vídeos na internet, relacionados ao software. Em 2021, cursando o mestrado e realizando o estágio na disciplina, Pensamento Computacional, da graduação, Ciências da Computação, interessei-me ainda mais pelo software, Scratch, em uma oficina da Suéllen Martinelli, atualmente, doutoranda em Ciência da Computação pela Universidade Federal de São Carlos. Diante do Currículo da Cidade, das inquietações, dos anseios, das trocas com os colegas, e com o avanço da tecnologia e a necessidade de seu uso nas aulas de Matemática, o interesse por essas disciplinas só crescia. Então, no final de 2020, li uma postagem do Prof. Dr. Juliano Schimiguel, no LinkedIn destacando a abertura das inscrições para o Mestrado e me inscrevi no processo seletivo do Mestrado Acadêmico em Ensino de Ciências, linha de pesquisa Tecnologias Computacionais Aplicadas ao Ensino de Ciências e Matemática, da Universidade Cruzeiro do Sul, foi uma grata surpresa a aprovação. Ao ingressar no programa a certeza era uma só: estudar questões relacionadas as Tecnologias e a Matemática. Entre disciplinas cursadas e conversas com o orientador, Prof. Dr. Juliano Schimiguel, considerando as mais diversas possibilidades, optamos pelo tema: “Novas Tecnologias de Informação e 20 Comunicação (NTICs) para Aprendizagem de Matemática: Scratch como recurso metodológico de ensino e aprendizagem de probabilidade”, com a finalidade de investigar a utilização da linguagem de programação como recurso metodológico para a aprendizagem de Matemática, envolvendo o eixo de probabilidade, partindo da experimentação e da criação de jogos simples, usando o software, Scratch. Objetivo geral Analisar o ensino e a aprendizagem partindo da experimentação e criação de jogos simples utilizando o software, Scratch, como recurso metodológico de Matemática, com estudantes do quinto ano do Ensino Fundamental, da Prefeitura Municipal de Educação de São Paulo. Objetivo específico - Aplicar uma atividade de Matemática (probabilidade) e atividade desplugada (linguagem de programação), proporcionar aos estudantes, por intermédio de atividade diversificada, um meio alternativo para a compreensão do conceito de probabilidade e linguagem de programação; - Analisar as contribuições do software, Scratch, na aprendizagem de Matemática do eixo probabilidade, no quinto ano do Ensino Fundamental I; - Promover uma intervenção com o tema de probabilidade, empregando o PC na elaboração de um jogo simples, utilizando o Scratch. 21 CAPÍTULO 1. REFERENCIAL TEÓRICO A Educação e as Novas Tecnologias de Informação e Comunicação, como áreas do conhecimento, atualizam-se de acordo com as oportunidades oferecidas pelas mais diferenciadas inovações tecnológicas como recurso metodológico do ensino da Matemática, por isso, neste capítulo, são apresentadas as ideias teóricas que dão sustentação ao trabalho. Iniciaremos por Piaget, cujas ideias indica que a aprendizagem acontece por meio de interações do sujeito com o ambiente, e o crescimento cognitivo da criança se dá por assimilação e acomodação. Em seguida, traremos as ideias do Currículo da Cidade de Matemática e do Currículo da Cidade de Tecnologias para Aprendizagem, da Prefeitura Municipal de São Paulo. Destacamos o pensamento computacional, a computação desplugada, Matemática com ênfase no eixo de probabilidade e o pensamento probabilístico. 1.1. Teoria da aprendizagem piagetiana Jean Piaget (1896-1980) foi um biólogo, nascido na Suíça, que ao longo de sua vida se dedicou a investigações e é reconhecido pelas suas contribuições no campo da psicologia da criança e da epistemologia genética. Mostrou-se um dos maiores estudiosos que contribuíram para a compreensão do conhecimento, desenvolvendo um método próprio e sistematizado para investigar os processos envolvidos na formação do conhecimento da infância até a vida adulta. Conforme citam Nunes e Silveira (2009), Piaget questionava as teorias de conhecimento inato, para ele, a criança só aprende por meio de interações no ambiente e trocas recíprocas do sujeito com o meio. Segundo as autoras, Piaget destacou como pergunta principal das suas investigações: “como é possível alcançar o conhecimento,isto é, como se passa de um menor conhecimento para um conhecimento mais avançado?” Para obter a resposta, por meio do método clínico, 22 estudou como as crianças constroem noções fundamentais do conhecimento lógico, como percebem a realidade e como compreendem e explicam os objetos e fatos com os quais se deparam em seu meio. Partindo dessas indagações, Piaget estudou os diferentes níveis de desenvolvimento vivenciados pelo ser humano. Para Piaget (1972), a aquisição do conhecimento acontece por meio de experiências adquiridas, mediadas pelo contexto em que se está inserido. Para o estudioso, a formação do conhecimento humano depende da interação entre o indivíduo e o ambiente em que ele vive. Piaget deu origem à teoria do conhecimento, que estudou a epistemologia genética, dando destaque à compreensão de que a aprendizagem no ser humano, desenvolve-se em um percurso evolutivo. Evidência de que a capacidade humana de aprender evoluiu progressivamente, e não amadurece senão em um momento certo (ANTUNES, 2008). Ainda segundo Piaget (1972), o conhecimento não é transmitido, o conhecimento é construído gradualmente, por intermédio de ações e coordenação de ações, que são interiorizadas e se transformam. A inteligência surge de um processo evolutivo no qual muitos fatores devem ter tempo para encontrar seu equilíbrio. Piaget (1985) apresenta sua teoria na ideia de assimilação e acomodação, que acontece quando o indivíduo entra em contato com um novo conhecimento, há naquele momento um desequilíbrio e surge a necessidade de voltar ao equilíbrio. O processo começa com a assimilação do elemento novo e sua incorporação às estruturas já esquematizadas, através da interação. Há mudanças no sujeito e tem início o processo de acomodação, que aos poucos chega à organização interna. Começa a adaptação externa do sujeito e a internalização já aconteceu. Um novo desequilíbrio volta a acontecer e pode ser provocado por curiosidade, dúvida etc. O movimento é dialético e o domínio afetivo acompanha sempre o cognitivo. De acordo com Piovesan et al (2018), para Piaget, o conhecimento não era concebido como algo inato, nem como algo do simples registro de percepções e informações. Contudo, o conhecimento para ele é o resultado das ações e interações do sujeito com o ambiente onde vive, sendo a inteligência herdada, as estruturas da mente vão sendo construídas a partir da organização sequente das ações do sujeito sobre os objetos. 23 Na teoria piagetiana citada por Piovesan et al (2018), na hereditariedade, o sujeito herda estruturas biológicas que predispõem o aparecimento de estruturas mentais. Entretanto, o surgimento das estruturas mentais necessita da interação do sujeito com o ambiente, tanto nos aspectos físicos, como nos aspectos sociais. Em conformidade com Piaget, apresentado por Piovesan et al (2018), o aspecto físico proporciona à criança a possibilidade de manipulação dos objetos, exploração de lugares, observação de fenômenos que ocorrem na natureza, entre outros. Socialmente, a criança tem a oportunidade de interagir com seus pares, adquirindo e desenvolvendo competências indispensáveis ao seu pleno desenvolvimento. Para Piaget, a lógica do desenvolvimento é a busca do equilíbrio que ocorre por meio de mecanismos de adaptação do indivíduo ao meio. Assimilação e acomodação são processos complementares, diretamente ligados ao processo de adaptação. No processo de assimilação, elementos do meio são incorporados à estrutura cognitiva do sujeito. Na acomodação, há uma modificação nas estruturas do sujeito para que se adapte às modificações do meio (PIOVESAN et al, 2018, p. 77). O indivíduo quando está inserido em uma nova situação de aprendizagem tenta assimilar, buscando compreender com base nos esquemas que já possui em sua mente – sendo esse processo chamado de assimilação. Apesar disso, se esta experiência não condisser com um esquema existente, ela (mente) necessita modificar o esquema, expandindo o seu conhecimento de mundo – logo esse movimento é denominado acomodação. Piaget (1972) indica que aprendizagem acontece quando o esquema de assimilação sofre acomodação. Desse modo, o sujeito vai construindo teorias no que se refere ao funcionamento do meio físico e social. O desenvolvimento cognitivo estabelece um processo contínuo de mudanças nas estruturas cognitivas, de construção e reconstrução de esquemas prévios, sendo que aos poucos, transformam bases inatas e reflexas em representações mentais, conduzindo ao equilíbrio. O equilíbrio entre os dois processos possibilita uma adaptação cada vez mais adequada do sujeito ao mundo e, portanto, sua organização mental. Porém, quando este equilíbrio é quebrado por experiências ainda não assimiladas, a mente se reorganiza para construir novos esquemas de assimilação e outra vez atingir o equilíbrio. Este processo de reequilíbrio é o responsável pelo desenvolvimento mental do sujeito. Considerando o que Piaget aponta, mostra-se essencial provocar o desequilíbrio na mente do indivíduo para que ele, ao buscar o reequilíbrio, reestruture-se 24 cognitivamente e consiga aprender. Isto é, quando o equilíbrio é desestabilizado o indivíduo tem a oportunidade de crescer e se desenvolver. Consequentemente, é inevitável que o professor desafie o estudante, provocando ininterruptos desequilíbrios em seus esquemas mentais. Piovesan et al (2018) mencionam que Piaget intitula como esquemas, as estruturas cognitivas que são modificadas por intermédio dos processos de assimilação e acomodação. Os esquemas estão em sucessivo movimento e concedem ao indivíduo melhor adaptar-se a uma realidade que, ele mesmo, vai percebendo mais difícil e ampla, exigindo formas de pensamento e comportamento mais evoluídas. Piaget (1975) indica, que a partir do nascimento, os seres humanos são submetidos a fases de desenvolvimento cognitivo. O conhecimento necessário para construir novas aprendizagens é recebido de forma ativa, pois necessita de interação do indivíduo com os símbolos e o ambiente. Desse modo, Piaget indica que a aprendizagem acontece com estímulos a partir de experiências, quando o estudante tem autonomia, compara o que aprende com o que já sabe, com o que faz, construindo uma representação pessoal sobre os saberes que conquista. Piaget (1975) sinaliza que o construtivismo acontece na relação entre sujeito e objeto que se dá continuadamente. O conhecimento não é pré-formado no mundo ideal, nos objetos, nem nos sujeitos, mas no resultado das interações entre objetos e sujeitos, sendo uma dupla construção efetiva e contínua, existe sempre a construção de novas ideias. A criança atribui importância aos jogos, e Piaget (1985) destaca que a criança que joga desenvolve suas percepções, sua inteligência, suas tendências à experimentação, seus instintos sociais. Para o autor, o jogo é um meio poderoso para a aprendizagem das crianças, que todo lugar onde se consegue transformar em jogo a iniciação da leitura, o cálculo, podemos observar que as crianças se encantam por essas ocupações. O jogo, por conseguinte, mostra-se uma assimilação do real à atividade própria, fornecendo estímulo e transformando o real em fundação das necessidades múltiplas do eu (PIAGET, 1985). Por fim, Piaget (1985) em seus estudos assinala que se a assimilação é necessária à adaptação, ela se constitui somente em um dos seus aspectos. A 25 adaptação que precisa ser realizada pela infância equivale a uma síntese progressiva da assimilação e acomodação. Por essa razão, pela própria evolução interna, os jogos das crianças vão se transformando pouco a pouco, proporcionando o desenvolvimento infantil. Segundo Piaget, o jogo se compõem por meio da expressão e condição para o crescimento, evolução da criança, uma vez que, quando elas jogam assimilam e podem mudara realidade. No momento em que a criança joga, ela assimila o mundo externo, agregando os objetos ao seu redor, ao seu eu, deste modo, construindo o seu conhecimento. 1.2. O Ensino de Tecnologias para Aprendizagem e Matemática proposto no Currículo da Cidade de São Paulo para os Anos Iniciais do Ensino Fundamental Em março de 2017, a Secretaria Municipal de Educação de São Paulo iniciou o processo de atualização do seu Currículo, documento denominado, “Currículo da Cidade de São Paulo”. O Currículo da Cidade da Prefeitura Municipal de São Paulo foi elaborado ao longo do ano de 2017, por profissionais da Rede de Ensino do Município de São Paulo. Sendo um trabalho dialógico e colaborativo, buscando integrar as experiências, práticas e culturas escolares já existentes na história da PMSP. O Currículo da Cidade procurou ordenar as Orientações Curriculares do Município de São Paulo ao processo de construção da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), documento que define as aprendizagens fundamentais a que todos os estudantes brasileiros têm direito ao longo da Educação Básica (SÃO PAULO, 2017a). O Currículo da Cidade de Matemática enfatiza a ciência de construção humana, advindo da necessidade de solução de problemas nas mais variadas áreas do conhecimento. O Currículo traz como diferencial nesse processo de atualização, o eixo de probabilidade e estatística, desde o início do Ciclo de Alfabetização, para a percepção da aleatoriedade nos acontecimentos do dia a dia (SÃO PAULO, 2022). 26 O Currículo da Cidade, atentando para a relevância e o significado que o uso das tecnologias vem apresentando na sociedade contemporânea, com destaque, as digitais, que nos últimos anos vêm modificando parâmetros comportamentais e hábitos sociais, incorpora, de modo inédito, a Área/Componente Curricular Tecnologias para Aprendizagem (SÃO PAULO, 2022). A abordagem do Currículo da Cidade de TPA está articulada com a cultura digital emergente na sociedade, as políticas públicas da nação, as diretrizes para a educação do município e a proposta curricular mais ampla dos ciclos de aprendizagem. Trata-se, assim, de um currículo que contempla as ações que se desenvolvem no laboratório de informática, mas para além dele, na integração das mídias e tecnologias nas diferentes áreas de conhecimento (SÃO PAULO, 2022, p. 14). O Currículo da Cidade estrutura-se com base em três conceitos orientadores: Educação Integral, Equidade e Educação Inclusiva. O processo deu-se sob a orientação da Coordenadoria Pedagógica (COPED) da SMESP, considerando a ideia inicial para a sua construção em (SÃO PAULO, 2017b): – Continuidade: respeitando a memória, os encaminhamentos e as discussões realizadas em gestões anteriores; – Relevância: documento dinâmico para ser utilizado cotidianamente; – Colaboração: processo dialógico e colaborativo, composto por diversas vozes que compõem a Rede3; – Contemporaneidade: foco nos desafios do mundo contemporâneo. O Ensino Fundamental da PMSP é organizado, atualmente, em três Ciclos (Alfabetização, Interdisciplinar e Autoral), o Ciclo de Alfabetização abrange do 1º ao 3º ano, o Ciclo Interdisciplinar do 4º ao 6º ano e por fim, o Ciclo Autoral, do 7º ao 9º ano. No entanto, o uso da nomenclatura Anos Iniciais é para se referir aos primeiros cinco anos desta etapa da Educação. A construção dos objetos de conhecimento e objetivos de aprendizagem e desenvolvimento de cada componente curricular foram elaborados por Grupos de Trabalho (GTs) formados por Professores, Coordenadores Pedagógicos, Diretores, Supervisores e Técnicos da Secretaria Municipal de Educação de São Paulo e das 3 Rede de Ensino da Prefeitura Municipal de São Paulo 27 Diretorias Pedagógicas (DIPEDs) das Diretorias Regionais de Educação (DREs). Os GTs reuniram-se de março a junho de 2017 e produziram a primeira versão do Currículo da Cidade. No mês de agosto essa versão foi colocada para consulta das equipes gestora e docente, supervisores e formadores das DREs, no Sistema de Gestão Pedagógica (SGP), totalizando mais de 9.000 leituras e mais de 2.550 contribuições que foram analisadas pelas equipes técnicas do Núcleo Técnico de Currículo (NTC) e Divisão de Ensino Fundamental e Médio (DIEFEM). Além disso, a primeira versão do documento foi encaminhada a leitores críticos que também trouxeram contribuições (SÃO PAULO, 2017a, p. 13). A proposta curricular da Cidade de São Paulo levou em consideração a formação dos estudantes, destacando suas potencialidades formativas e sua utilidade no cotidiano da sociedade, sendo o estudante protagonista, visando a melhoria do processo de construção de conhecimentos matemáticos, considerando possibilidades metodológicas com o uso de tecnologia nesse processo de aprendizagem. A estrutura curricular organiza-se em eixos; os eixos estruturantes foram definidos em função da natureza e especificidade da área (Tecnologia e Matemática) e cada eixo utiliza a mesma nomenclatura da BNCC (2017). As Tecnologias para Aprendizagem apresentaram grande avanço na Educação, evoluíram socialmente de forma rápida. Esse avanço leva-nos a ajustar processos educacionais, ampliando e ressignificando o uso que fazemos das tecnologias para que os estudantes saibam lidar com a informação cada vez mais acessível. Nesse sentido, as TPA têm o objetivo de fazer o educando atuar com discernimento e responsabilidade, aplicar conhecimentos para resolver problemas, ter autonomia para tomar decisões, ser proativo, identificar dados de uma situação e buscar soluções (SÃO PAULO, 2017b). Os Currículos de Tecnologias para Aprendizagem e de Matemática da Cidade de São Paulo para Ensino Fundamental, deram-se a partir de um processo participativo com a Rede Municipal de Ensino, que está articulado com a cultura digital, buscando integrar as experiências, práticas e culturas escolares, além da interação das mídias e tecnologias nas diferentes áreas, respeitando e garantindo condições e oportunidades necessárias para que os estudantes tenham acesso a uma formação plena para a sua realização pessoal, formação para a vida produtiva e pleno exercício de cidadania. 28 Essa proposta curricular refere-se a vivências e ações que se desenvolvem no laboratório de informática, além da integração das mídias e tecnologias nas diferentes áreas de conhecimento (SÃO PAULO, 2017b). As tecnologias vêm se tornando um instrumento importante de cultura e interação, os avanços tecnológicos apontam para […] uma sociedade informatizada (que) está passando a exigir homens com potencial de assimilar a “novidade” e criar o novo, o homem aberto para o mundo, no sentido que lhe confere a teoria piagetiana quando se refere às assimilações mentais majorantes; da mesma forma, exige a presença do cidadão crítico e comunitário, onde os artefatos tecnológicos, especificamente o computador, possam ser ferramentas auxiliares para a construção de uma sociedade mais igualitária e justa (SÃO PAULO, 1992, p. 7). Lévy (1999) aponta como importante instrumento as Tecnologias de Informação e Comunicação, que vêm se tornando, de maneira crescente, artefato da nossa cultura, e sua utilização vem sendo um meio de inclusão e interação com o mundo. O uso das tecnologias na escola aparece atrelado às ações pedagógicas para que os estudantes saibam utilizar a tecnologia e entendam como podem utilizá-la para interagir, conectar-se com o outro, participar, colaborar, agir, construir e ressignificar conhecimento a partir dela, na perspectiva de sujeito integral em todas as suas dimensões, que conhece, investiga e expressa o mundo (SÃO PAULO, 2017b). A tecnologia está aliada ao processo de ensino e aprendizagem através dos recursos disponíveis para os objetivos de aprendizagem propostos. Computadores, notebooks, tablets,tornam-se ferramentas tecnológicas com potencial para oportunizar a equidade e a aproximação da escola ao universo dos estudantes. Para Soffner e Barbosa (2011) há a possibilidade de as tecnologias serem utilizadas como sucessoras de alguns dos recursos escolares tradicionais, em um ambiente educacional e de propósitos pedagógicos; e também, no aumento da produtividade de aulas expositivas. Podem ainda prover recursos para a ação criativa em comunidades, de prática e de aprendizagem (dentro de processos de desenvolvimento e uso da criatividade, da reflexão sistemática, da solução de problemas e de atividades colaborativas). Para Almeida e Valente (2012), o uso das TDIC relaciona-se com o Currículo 29 Escolar na escolha de temáticas que levem à formulação de questões de interesse dos estudantes; atividades com objetivos claros e bem definidos; à busca da informação em fontes confiáveis para o embasamento teórico da questão; à realização de ações práticas para a obtenção de resultados, análise e interpretação dos dados; à produção de meios para representar e documentar os resultados alcançados; e à divulgação e socialização dos resultados da investigação, cuja temática faça parte do Currículo Escolar. O Currículo Escolar direcionado para o uso de TDIC cria mecanismos e estratégias que tornam a escola um espaço privilegiado com as diversas formas de ensino e aprendizagem, um espaço multicultural, democrático, espaço para discussões e reflexões. Busca-se unir a tecnologia ao Currículo em um projeto inovador, identificando o potencial pedagógico que seja capaz de favorecer a aprendizagem dos alunos e, possivelmente, promover a transformação social (CERNY; BURITO; TOSSATI, 2016). Pensando em ensinar e aprender, uma sociedade repleta de tecnologias digitais motiva propor e refletir novas formas de integrar valor à aprendizagem, pela incorporação de possibilidades tecnológicas emergentes, mas também conhecidas, de forma contextualizada. Contudo, é necessário partir do que já se faz e do como se faz, compreendendo as relações e interações dessas tecnologias com os saberes, de modo que viabilize a aprendizagem mobilizadora das dimensões cognitiva, social e afetiva dos estudantes, na perspectiva de um sujeito integral em todas as dimensões, que conhece, investiga e expressa o mundo (SÃO PAULO, 2017b). Os princípios para o trabalho com as TPA e Matemática atuam de forma consciente e com a responsabilidade de que os estudantes do Ensino Fundamental saibam lidar com as informações no contexto da cultura digital, das situações problema, da colaboração, da tomada de decisões, do pensamento reflexivo, da autonomia, da invenção e da investigação, e a buscar soluções. A particularidade do processo de ensino e aprendizagem com as TPA, exige que a ação educativa se reinvente e busque nas metodologias e estratégias didáticas, caminhos para a melhoria da qualidade do ensino das e com as tecnologias, conforme indicado, a seguir, na figura1. 30 Figura 1. Tecnologias para Aprendizagem Fonte: adaptado Orientações Didáticas do Currículo da Cidade (2019b) Quadro 1. TPA Fonte: Orientações Didáticas do Currículo da Cidade (2019b) Cultura Digital Protagonismo Colaboração Pensamento Reflexivo Autonomia Invenção e investigação TPA Cultura Digital - trabalhar dinâmicas que demandem juntamente o uso de tecnologias de informação e comunicação; e que apresentem situações que permitam a análise reflexiva sobre os efeitos e impactos que tais usos podem determinar à sociedade como um todo, para que esses participantes compreendam as transformações que tais recursos geram, inclusive nas formas das pessoas se relacionarem. Protagonismo - facilitar propositivas que permitam aos estudantes estruturar o planejamento, implementação, acompanhamento, avaliação e até mesmo as orientações para os participantes de seus processos de ensino e aprendizagem. Colaboração - favorecer dinâmicas que fomentem contribuições, assessoramento, ajuda entre os pares, e que permitam que eles vivienciem experiências de envolvimento com seus colegas de turma, para o desenvolvimento de atividades diversas voltadas a alcançar objetivos comuns. Pensamento Reflexivo - oportunizar práticas conjuntas de comparação, análise, revisão de conceitos e verificação de premissas e conclusões, entre os jovens participantes do processo de aprendizagem, de maneira a fomentar a ressignificação dos conceitos e informações apuradas, para a construção consistente de sabares diversos. Autonomia - privilegiar que promovam a capacidade de autossuficiência, autoredirecionamento e autorregulação para a tomada de decisões nos mais variados contextos de vida. Invenção e investigação - apoiar práticas que fomentem descobertas, criações de ideias inovadoras, a partir de ações integradas de verificação de informações coletadas, indagação sobre a veracidade e coerência dos dados apurados, e o consequente aprofundamento do conhecimento sobre o tema em estudo. 31 Potencializar o ensino de probabilidade com o uso das tecnologias dentro da escola é permitir que o estudante interaja, resolva problemas utilizando as tecnologias digitais, participe de experiências que favoreçam o compartilhamento de ideias, compreenda e posicione-se, decida o uso das tecnologias e reflita a partir das experiências cotidianas, use diferentes recursos midiáticos para formular hipóteses, busque respostas a eventos, crie alternativas para problemas do cotidiano e utilize ambientes virtuais de aprendizagem, considerando assim, o estudante como fonte de conhecimento, contribuindo para a superação dos desafios que permeiam o processo educativo. Moran, considera que a Educação Fundamental é feita pela vida, pela reelaboração mental- emocional das experiências pessoais, pela forma de viver, pelas atitudes básicas da vida e de nós mesmos. Assim, o uso das TIC na escola auxilia na promoção social da cultura, das normas e tradições do grupo, ao mesmo tempo, é desenvolvido um processo pessoal que envolve estilo, aptidão, motivação. A exploração das imagens, sons e movimentos simultâneos ensejam aos alunos e professores oportunidades de interação e produção de saberes (MORAN, 2012, p. 13). As Tecnologias para Aprendizagem apontam a necessidade de se privilegiar os sujeitos das aprendizagens, considerando-os como autores, colaboradores, produtores e atribuidores de novos significados e sentidos aos conhecimentos. Desse modo, a escola pode ser um ambiente desafiado a ousar e a alcançar os objetivos de promover um ensino de boa qualidade, com o auxílio das ferramentas tecnológicas. Pires (2012) baseando-se nos Parâmetros Curriculares Nacionais (1997), defende a probabilidade no Currículo como a finalidade de que o estudante possa compreender que maior número de situações do dia a dia são de natureza aleatória e sendo possível constatar prováveis resultados desses fatos. As noções de acaso e incerteza, podem ser vivenciadas na escola, em situações nas quais o estudante realiza experimentos e observa eventos. O Currículo da Cidade propõe no eixo probabilidade e estatística, um trabalho de relevância no mundo atual, incentivando os estudantes a fazer pesquisas, que envolvam coleta, organização e análise de dados, o documento sugere identificar e analisar eventos aleatórios, reconhecendo características de resultados mais prováveis e resolver problemas envolvendo o raciocínio combinatório (SÃO PAULO, 32 2017a). O Currículo da Cidade (2017a) traz o jogo como estratégia de ensino da Matemática, para proporcionar uma melhor aquisição do conhecimento na perspectiva de resolução de problemas e eventos aleatórios, na medida em que eles possibilitam a investigação, a elaboração de estratégias, a análise da situação e o levantamento de hipóteses. A construção do conhecimento acontece de maneira gradativa,mesmo com o uso da tecnologia, precisa ser reconsiderada e contextualizada para que o estudante possa se sentir apropriado do conhecimento, e assim, venha a colocá-lo em prática, visto que a informação recebida pelo aluno durante seu processo de aquisição serve como base para a continuidade da sua aprendizagem e, logo, usado como conhecimento precedente na elaboração e desenvolvimento de suas atividades, dentro e fora da sala de aula. 1.3 Pensamento Computacional Dentre as mais diversas transformações do século XX, o surgimento da computação que transpassou os diversos setores da sociedade implica transformações também no ambiente escolar. Um dos princípios que têm constituído o estudo de objetos de aprendizagem (conteúdos) ligado ao uso de Tecnologias na Educação, em diversos países, e atualmente também no Brasil, é o desenvolvimento do pensamento computacional (SÃO PAULO, 2019a). Em meados do ano de 1950, o uso do computador se destinava a armazenar informação e à execução de processos. Quando em 1967, Seymour Papert, apresentou-se pioneiro em pensar a Educação mediada pelo uso do computador, idealizando o computador na Educação por meio da criação da Linguagem LOGO. O PC apareceu na década de 1980, como uma das principais atividades relacionadas à informática na Educação, devido a linguagem criada por Papert. Seymour Papert, matemático visto como o precursor do pensamento computacional, com suas diversas produções, é um dos principais pensadores sobre 33 as formas pelas quais a tecnologia pode alterar a aprendizagem. Papert (1980), defendia que os computadores não apenas podiam melhorar a aprendizagem, mas também apoiavam formas diferentes de pensar e de aprender a resolver problemas (VALENTE, 2016). Na circunstância educacional e na complexidade causada pelas tecnologias na sociedade, distinguimos o conceito de pensamento computacional trazido por Wing (2006), a autora apresenta uma definição criada juntamente com Jean Cuny e Larry Snyder: O pensamento computacional é o processo de pensamento envolvido na formulação de problemas e suas soluções, para que as soluções sejam representadas de uma forma que possam ser efetivamente realizadas por um agente de processamento de informações (WING, 2011, p. 1). Para Wing (2006), o pensamento computacional baseia-se no poder e nos limites da computação, sejam eles executados por um ser humano ou por uma máquina. Pontua o pensamento computacional como atividade mental na formulação de um problema para admitir uma solução computacional. A solução pode ser realizada por um humano ou máquina, ou mais geralmente, por combinações de humanos e máquinas. Wing (2008) apresenta o PC como um processo de resolução de problemas por meio de atributos (lógica, sistematização, análise de dados e criação de soluções) que utilizam vários passos ordenados, relativos à aptidão de lidar de forma segura com a complexidade de problemas em aberto. O PC é o desenvolvimento de competências abrangendo tanto o raciocínio, quanto o aprendizado e a compreensão do mundo. Papert salienta que os computadores deveriam ser utilizados para que as pessoas pudessem “pensar com” as máquinas e “pensar sobre” o próprio pensar (VALENTE, 2016). Brackmann (2017), por sua vez, apresentou a definição do PC como: [...] uma distinta capacidade criativa, crítica e estratégica humana de saber utilizar os fundamentos da Computação, nas mais diversas áreas do conhecimento, com a finalidade de identificar e resolver problemas, de maneira individual ou colaborativa, através de passos claros, de tal forma que uma pessoa ou uma máquina possam executá-los eficazmente (BRACKMANN, 2017, p.29). 34 Lévy (2011) destaca que o espaço virtual, encontra-se em crescimento em nosso cotidiano, ampliando as possibilidades humanas, criando um novo modo de aprender e de pensar. O pensamento computacional, à luz do Currículo da Cidade de São Paulo (2019a), está conectado à necessidade e à importância de que os estudantes compreendam que a lógica da programação, com seus dispositivos, softwares e aplicativos diversos, resulta da lógica do pensamento humano e de conhecer sua estrutura potencializada pelo uso das tecnologias. Blikstein (2008) conceitua que o pensamento computacional é saber usar o computador como um instrumento de aumento do poder cognitivo e operacional humano – quer dizer, usar computadores, e redes de computadores, para aumentar nossa produtividade, inventividade e criatividade. O pensamento computacional apresenta-se pela capacidade de sistematizar, representar, analisar e resolver problemas. Os estudantes usam o pensamento computacional e sistemas de informação para definir, projetar e implementar soluções digitais (SBC, 2017). Brackmann (2017), menciona estudos que propõem quatro pilares para o PC, sendo esses: decomposição, reconhecimento de padrões, abstração e algoritmos. O pensamento computacional [...] envolve identificar um problema complexo e quebrá-lo em pedaços menores e mais fáceis de gerenciar (DECOMPOSIÇÃO). Cada um desses problemas menores pode ser analisado individualmente com maior profundidade, identificando problemas parecidos que já foram solucionados anteriormente (RECONHECIMENTO DE PADRÕES), focando apenas nos detalhes que são importantes, enquanto informações irrelevantes são ignoradas (ABSTRAÇÃO). Por último, passos ou regras simples (ALGORITMOS) podem ser criados para resolver cada um dos subproblemas encontrados (BRACKMANN, 2017, p.33). O PC utiliza esses quatro pilares: decomposição, reconhecimento de padrões, abstração e algoritmos, para alcançar o objetivo predominante: a resolução de problemas. Os pilares que formam a base do PC podem ser visualizados na figura 2. Todos os quatro pilares têm grande importância e são interdependentes durante o processo de formulação de soluções computacionalmente viáveis (BRACKMANN, 35 2017). Figura 2. Quatro Pilares do Pensamento Computacional Fonte: Adaptado Brackmann (2017) PC – Compreender a forma como as informações são utilizadas em determinado cenário para resolver um problema complexo; reformular um problema difícil em algo que sabemos como resolver; capaz de julgar um programa pela sua estética, e a interface de um sistema pela sua simplicidade e elegância. Abstração – Envolve filtragem e classificação de dados para resolução de problemas. A abstração envolve simplificar as coisas, permitindo-nos gerenciar a complexidade e tornar as coisas mais fáceis de fazer. A abstração nos permite criar uma ideia geral de qual é o problema e como resolvê-lo. É o isolamento de um elemento à exclusão de outros, operação desenvolvida para afastar um elemento a ser considerado individualmente, ou apenas remover detalhes desnecessários. Problemas complexos podem ser divididos em outros mais simples. Algoritmos – sequência lógica, finita e ordenada de passos que devem ser seguidos para resolver um problema, ou seja, são os procedimentos necessários para a resolução de uma tarefa. É a resposta à pergunta, "como fazer?” Utilizamos algoritmos de forma intuitiva e automática diariamente, sem perceber. Algoritmo é uma 4 pilares do Pensamento Computacional Decomposição Reconhecimento de Padrões Abstração Algortimos 36 abstração. Decomposição – trata da divisão de problemas complexos em partes menores para a sua solução. Quando um problema não está decomposto, sua resolução mostra-se mais difícil. Uma forma de facilitar a solução é dividir em partes menores e resolvê-las, tornando-a mais acessível. Reconhecimento de Padrões – Envolve a identificação de padrões entre problemas para a sua solução. O reconhecimento de padrões é a capacidade de notarmos semelhanças ou diferenças comuns, em dados que nos ajudarão a fazer previsões ou nos levar, por meio de um caminhomais curto, à solução para um problema (WING, 2006; BRACKMANN, 2017; SÃO PAULO, 2017b; SÃO PAULO, 2019a; LIMA, 2021). 1.4 Computação Desplugada A Computação Desplugada apresenta uma técnica que tem por propósito ensinar os fundamentos da Ciência da Computação (CC) de forma simples e lúdica sem o uso de computadores, que ainda podem ser aplicados a qualquer pessoa, de diferentes idades, independentemente de recursos como hardware e/ou software, procedendo de forma eficaz e eficiente (MACHADO et al., 2010). Brackmann (2017) destaca que as atividades da Computação Desplugada são voltadas geralmente a um ensino-aprendizagem focado em situações práticas, ocorrem frequentemente através da aprendizagem cinestésica (e.g., movimentar- se, usar cartões, recortar, dobrar, colar, desenhar, pintar, resolver enigmas etc.), são instrumentos que auxiliam no processo de aprendizagem utilizando os conceitos de Ciência da Computação. A lógica de programação pode ser utilizada como prática pedagógica em atividades diversas, como a “programação desplugada”. Refere-se a atividades em que não há necessidade de utilização de programas específicos para programar, antes a realização de vivências e experimentações que levem à compreensão dos comandos encadeados, característicos da lógica, de uma maneira lúdica, interativa, menos abstrata e mais concreta (SÃO PAULO, 2019). 37 A intencionalidade dentro das atividades desplugadas é a de trabalhar com os conceitos de algoritmo, abstração, descrição, reflexão e depuração para que os estudantes aprendam a pensar melhor e para prepará-los para lidar com os erros em outras situações cotidianas (SÃO PAULO, 2021b). Na Educação, existe uma demanda de desenvolver indivíduos que saibam pensar e resolver problemas de forma autônoma e tais habilidades, implícitas nos pilares do Pensamento Computacional, podem ser trabalhadas de forma desplugada com enfoque na resolução de problemas. Ao transformar ideias em algo tangível, estudantes vivenciam o desenvolvimento de habilidades e atitudes. É uma grande oportunidade para olhar e entender o processo (SÃO PAULO, 2021b, p. 28). Atividades desplugadas são aquelas atividades que permitem vivenciar a programação sem a utilização de computadores, programas on-line ou aplicativos, acontecendo de maneira lúdica. Compreendem a busca das soluções de problemas sem usar a tecnologia, e para atingir os objetivos propostos lidamos com conceitos fundamentais da Ciência da Computação, em um conjunto de atividades desenvolvidas ludicamente, não sendo necessário ter ou apresentar conhecimentos em computação para aplicá- las (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011). O livro Computer Science Unplugged de Bell et al.4 (2011) apresenta variadas atividades, entre elas: números binários, representação de imagens, detecção e correção de erros, algoritmos de ordenação, criptografia. Encontra- se disponível em várias línguas e a tradução para o Português (Brasil) foi coordenada e traduzida por Luciano Porto Barreto. Descrevemos aqui duas atividades desplugadas retiradas do livro de Bell; Witten; Fellows (2011). 1) Colorindo com Números – Representação de Imagens A máquina de fax é praticamente um computador simples que efetua uma varredura sobre uma página em preto e branco, armazenando informações/imagens 4 Disponível em: https://classic.csunplugged.org/documents/books/portuguese/CSUnpluggedTeachers- portuguese- brazil-feb-2011.pdf https://classic.csunplugged.org/documents/books/portuguese/CSUnpluggedTeachers-portuguese-brazil-feb-2011.pdf https://classic.csunplugged.org/documents/books/portuguese/CSUnpluggedTeachers-portuguese-brazil-feb-2011.pdf https://classic.csunplugged.org/documents/books/portuguese/CSUnpluggedTeachers-portuguese-brazil-feb-2011.pdf 38 em, aproximadamente, 1000 × 2000 pixels que são transmitidos através de um modem para outra máquina de fax. Imagens impressas por fax normalmente têm grandes blocos de pixels brancos (por exemplo, as margens) ou pretos (por exemplo, uma linha horizontal). Imagens coloridas também possuem áreas repetidas. Nesta atividade, o método de compreensão de imagens é chamado de run-length encoding 5(codificação de comprimento de execução). Se não fossem comprimidas, as imagens levariam muito tempo para serem transmitidas e exigiriam muito espaço para armazenamento. Isto tornaria inviável enviar páginas de fax ou colocar fotos em uma página da Internet. Fotografias e imagens são frequentemente comprimidas para um décimo ou até mesmo um centésimo do seu tamanho original, sem a compressão, demorariam várias vezes mais para serem transmitidas (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011, p. 21). As telas dos computadores são divididas em uma grade de pequenos pontos chamados pixels (do inglês, picture elements – elementos de imagem). Em uma foto em preto e branco, cada pixel ou é preto ou é branco. Quando um computador armazena uma imagem, basta armazenar quais pontos são pretos e quais pontos são brancos (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011, p. 15). Figura 3. Representação de imagem Fonte: Bell; Witten; Fellows (2011). A figura 3 nos mostra como uma imagem pode ser representada por números. A primeira linha corresponde a um pixel branco, seguido de três pixels pretos e, finalizando, um pixel branco. Desse modo, a primeira linha é representada por 1, 3, 1. O primeiro número sempre se refere ao número de pixels brancos. Se o primeiro pixel for preto, a linha começará com um zero (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011, p. 15). 5 Sigla em inglês: RLE. 39 2) Seguindo Instruções – linguagens de programação Bell, Witten e Fellows destacam que: os computadores operam seguindo um conjunto de instruções, chamado de programa, o qual foi escrito para cumprir uma determinada tarefa. Programas são escritos em linguagens que foram especialmente projetadas com um conjunto limitado de instruções para dizer aos computadores o que fazer. Certas linguagens são mais adequadas para alguns propósitos do que outras. Deixando de lado a linguagem que eles usam, os programadores devem ser capazes de especificar exatamente o que desejam que o computador faça. Diferentemente dos seres humanos, um computador realizará as instruções literalmente. [...] É importante que os programas sejam bem escritos. Um pequeno erro pode causar vários problemas. Erros são comumente chamados de “bugs”. [...] Quanto mais complexo o programa, maior a possibilidade de erros. [...] Programas precisam ser testados cuidadosamente para encontrar o máximo de erros possível (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011, p. 105). Os computadores são praticamente programados mediante uma “linguagem”, que é um vocabulário restrito de instruções que precisam ser obedecidas. Talvez algo frustrante em programar, é que os computadores sempre obedecem às instruções à risca. Essa atividade fornece aos estudantes alguma experiência sobre esse aspecto da programação (BELL; WITTEN; FELLOWS, 2011). Os computadores funcionam seguindo uma lista de instruções, e seguem exatamente o que as instruções demonstram, mesmo se estas não fizerem o menor sentido. Instruções para construir um avião de papel: Passo 1: Dobre uma folha de papel ao meio Passo 2: Desdobre a folha e depois dobre as pontas superiores até a marca no centro Passo 3: Dobre as pontas laterais até o centro Passo 4: Dobre o aviãozinho ao meio Passo 5: Dobre as asas do avião até a parte de baixo em cada lado, e depois levante novamente Dessa forma, a computação desplugada mostra-se estimuladora para abordar e ensinar o PC de maneira criativa, para introduzir conceitos abstratos tornando o 40 aprendizado significativo e atraente para os estudantes, não exigindo recursos tecnológicos. 1.5 Matemática: probabilidade Mendoza e Swift(1981) destacaram que a probabilidade deveria ser ensinada para que todas as pessoas pudessem dominar conhecimentos básicos de probabilidade para atuarem na sociedade. Em tempos atuais, as propostas curriculares de Matemática dedicam atenção especial ao ensino de probabilidade, enfatizando que seu estudo é imprescindível para que as pessoas possam escolher amostras e tomar decisões em várias situações do cotidiano (LOPES, 2008), e enfatiza que para o ensino da probabilidade contribuir a essa efetivação de fato, é importante possibilitar aos estudantes o confronto com problemas variados do mundo real e que tenham possibilidades de escolherem suas próprias estratégias para solucioná-los. Partindo das premissas advindas pela BNCC (2017), o percurso da probabilidade nos Anos Iniciais do Ensino Fundamental apresenta alguns aspectos que necessitam ser garantidos, como a amplitude do vocabulário específico, por ser geralmente desconhecido pelas crianças, e a oralidade, que precisa ser valorizada nessa fase dos anos inicias. Em situações envolvendo conceitos da probabilidade, as crianças precisam ter a oportunidade de verbalizar os resultados que poderiam ter acontecido em relação ao que aconteceu de fato, dando início à construção dos conceitos relacionados a fatos incertos (DINIZ e ALVES, 2020). 41 Figura 4. Probabilidade Fonte: site mathema (DINIZ e ALVES, 2020) Para Diniz e Alves (2020), propor atividades que apresentam reflexões sobre as noções de certeza/incerteza, possível/impossível, para apropriação e ampliação do vocabulário, tal como para avaliar se determinados eventos são ou não prováveis, e apresentar propostas em que as crianças possam julgar eventos, pois à medida que vivenciam experiências desse tipo, começam a compreender a natureza e a consequência da aleatoriedade. Vivenciar propostas de situações probabilísticas para reconhecer e analisar espaços amostrais, situações em que a criança faça análises associadas à descrição (oral ou escrita) do espaço amostral, em situações que envolvam o raciocínio combinatório. Probabilidade é o estudo de experimentos aleatórios, e possibilita modelos teóricos que reproduzam de maneira razoável a distribuição de frequências de fenômenos (experimentos) aleatórios de interesse. A ideia de probabilidade pode ser explorada pelas crianças por meio de atividades de experimentação e observação em que elas possam discutir se dada situação pode ser considerada possível ou impossível; provável, muito provável ou pouco provável (PIRES, 2012). Morgano (et al., 1991) apresenta a teoria das probabilidades como o ramo da Matemática que cria, desenvolve e em geral, pesquisa modelos que podem ser utilizados para estudar experimentos ou fenômenos aleatórios. A teoria das probabilidades diz que se originou 42 [...] com Blaise Pascal (1623 - 1662) e Pierre de Fermat (1601 - 1665), devido à curiosidade de um cavalheiro, o Chevalier de Méré, jogador apaixonado, que em cartas discutiu com Pascal problemas relativos à probabilidade de ganhar em certo jogos de cartas. Despertado seu interesse pelo assunto, Pascal correspondeu-se com Fermat sobre o que hoje chamaríamos de probabilidade finitas (MORGANO et al., 1991, p. 7). Acredita-se que a probabilidade já tinha sido objeto de atenção bem antes desse período, considerando o fascínio que os jogos de azar exerceram sobre os indivíduos, estimulando-os a achar maneiras seguras de ganhar, talvez não surpreenda que muito cedo, problemas relativos a jogos de cartas ou de dados tenham atraído a atenção de pessoas com mentes mais especulativas. Na Divina Comédia, de Dante Alighieri (1265-1321), há uma referência à probabilidade em jogos de dados, antes de Blaise Pascal (1623 - 1662) e Pierre de Fermat (1601 - 1665) apresentarem a teoria da probabilidade (MORGADO et al., 1991). Brunehilde, Cordeiro e Oliveira (2018) apresentam que a principal finalidade do ensino da probabilidade é levar os estudantes a compreender que grande parte dos acontecimentos do cotidiano são de natureza aleatória e que é possível determinar prováveis resultados dos acontecimentos, embora esses resultados não sejam exatos. As noções de acaso e incerteza, que se manifestam intuitivamente nos nossos alunos, devem ser exploradas em situações significativas nas quais os estudantes possam realizar experimentos e observar eventos (em espaços equiprováveis). Além disso, devem ser discutidas questões em que a intuição pode nos levar a falsas afirmações (BRUNEHILDE; CORDEIRO; OLIVEIRA, 2018, p. 6). Para Lopes (2003), o desenvolvimento do pensamento envolvendo a probabilidade precisa do reconhecimento de situações de acaso na vida cotidiana e no conhecimento científico, como também, a formulação e comprovação de conjecturas sobre o comportamento de fenômenos aleatórios simples e a planificação e realização de experiências nas quais possa se estudar o comportamento de fatos que abarquem o azar. O eixo probabilidade sugere identificar e analisar eventos aleatórios, reconhecendo características de resultados mais prováveis e resolver problemas envolvendo o raciocínio combinatório. Partindo dessas considerações, pode-se organizar vivências que envolvam a observação de experimentos, com seus respectivos registros e análises. Sendo 43 assim, o trabalho com probabilidade torna-se relevante ao possibilitar ao estudante desenvolver a capacidade de coletar, organizar, interpretar e comparar dados. 1.6 Pensamento Probabílistico Com o propósito de que o ensino da probabilidade coopere para a execução do pensamento probabilístico para que os indivíduos sejam capazes de escolher amostras e tomar decisões em várias situações do cotidiano, é indispensável que se possibilite aos estudantes vivências com problemas variados do mundo real e com possibilidades de escolherem suas próprias estratégias para solucioná-los (LOPES, 2008). O desenvolvimento do pensamento probabilístico pode consolidar as reflexões e ações formativas da disciplina de Matemática. Percebemos nos nossos dias uma variedade de situações que nos exigem habilidades que envolvem conhecimentos combinatórios e probabilísticos; pensar nas tomadas de decisões coesas na vida diária; e interpretar informações com confiabilidade, envolvendo raciocínio probabilístico. Ao repararmos em nosso redor, em nosso dia a dia, perceberemos que a probabilidade faz parte da vida cotidiana. Ao acordarmos, notamos que o céu está nublado e afirmamos que existe a possibilidade de chuva. Na gravidez, famílias/amigos “apostam” qual será o sexo do bebê. Todos nós, mesmo que inconscientemente, fazemos previsões, e compreendemos que podemos conceber um número que quantifica a chance de algo vir a acontecer (MOREIRA, 2015). Pensando no cálculo das probabilidades, para a Matemática, Moreira (2015) afirma ser um ramo que estuda os fenômenos aleatórios, isso significa, observações ou experimentos que, quando realizados, não apresentam resultados conhecidos previamente, porém, todos os resultados possíveis são calculados. Torna-se frequente usarmos a palavra provável para indicar algo de que não se tem certeza se vai acontecer. Os fenômenos aleatórios estão presentes, sobretudo, em nosso dia a dia. 44 Coutinho (2001) apresenta a impressão do acaso, experimentos aleatórios e a noção de probabilidade, destacando que são componentes que necessitam ser estudados com intencionalidade no conhecimento probabilístico dos estudantes; os professores precisam estar preparados para lidar com esses componentes da Matemática envolvendo a probabilidade. Gal (2005) evidencia o letramento probabilístico como um modelo com elementos, o qual consideramos que o professor deve conhecer e desenvolver junto aos estudantes em sala de aula, e cujos elementos são: Baseia-se na abordagem